Energia Nuclear: Geração de Energia

Uma das principais utilizações da energia nuclear é a geração de energia elétrica. Usinas nucleares são usinas térmicas que usam o calor produzido na fissão para movimentar vapor de água, que, por sua vez, movimenta as turbinas em que se produz a eletricidade. Em um reator de potência do tipo PWR (termo, em inglês, para reator a água pressurizada), como os reatores utilizados no Brasil, o combustível é o urânio enriquecido cerca de 3,5%.

Isso significa que o urânio encontrado na natureza, que contém apenas 0,7% do isótopo 235U, deve ser processado (‘enriquecido’) para que essa proporção chegue a 3,5% (figura 3). Em reatores de pesquisa ou de propulsão – estes últimos usados como fonte de energia de motores em submarinos e navios –, o enriquecimento pode variar bastante. Para a confecção de bombas nucleares, é necessário um enriquecimento superior a 90%.

Figura 3. Esquema de funcionamento de um reator a água pressurizada

O processo completo de obtenção do combustível nuclear é conhecido como ciclo do combustível e compreende diversas etapas:
i) extração do minério do solo;
ii) beneficiamento para separar o urânio de outros minérios;
iii) conversão em gás do produto do beneficiamento, o chamado yellow cake (ou ‘bolo amarelo’);
iv) enriquecimento do gás, no qual a proporção de 235U é aumentada até o nível desejado;
v) reconversão do gás de urânio enriquecido para o estado de pó;
vi) fabricação de pastilhas a partir da compactação do pó;
vii) e finalmente a montagem dos elementos combustíveis, quando se colocam as pastilhas em cilindros metálicos que irão formar os elementos combustíveis do núcleo do reator.

Atualmente, no mundo, estão em operação 440 reatores nucleares voltados para a geração de energia em 31 países. Outros 33 estão em construção. Cerca de 17% da geração elétrica mundial é de origem nuclear, a mesma proporção do uso de energia hidroelétrica e de energia produzida por gás.

Alguns países desenvolvidos têm seu abastecimento de energia elétrica com um alto percentual de geração nuclear. Entre eles, a França tem 78%, a Bélgica 57%, o Japão 39%, a Coréia do Sul 39%, a Alemanha 30%, a Suécia 46%, a Suíça 40%. Somente nos Estados Unidos, os 104 reatores em funcionamento, que geram 20% da eletricidade daquele país, produzem mais eletricidade que todo o sistema brasileiro de geração elétrica. Além desses reatores, funcionam mais 284 reatores de pesquisa em 56 países, sem contar um número estimado de 220 reatores de propulsão em navios e submarinos.